Técnicas de Modulación de Impulsos Codificados

ALUMNO: PABLO GOMEZ HUERTAS

TECNICAS MICLa modulación por impulsos codificados (MIC o PCM por sus siglas inglesas de Pulse Code Modulation), es un procedimiento de modulación utilizado para transformar una señal analógica en una secuencia de bits.El objetivo principal es comprender como una canal vocal analógico es convertido en una señal digital de 64 Kbits/seg. De manera que estas señales puedan ser transmitidas con las ventajas de transmisión, estas son calidad y economía.Esta conversión se basas en tres operaciones fundamentales: muestreo, cuantificación y codificación.

MUESTREOEs el proceso por el cual se toman muestras de la señal analógica telefónica a intervalos de tiempo constantes midiendo su amplitud (tensión instantánea).De acuerdo con la teoría de la información, si nosotros queremos enviar una señal de un punto a otro, no seria necesario enviar la señal completa, sino que es suficiente con transmitir muestras, a una velocidad doble de la frecuencia máxima de la señal.A este sistema se le conoce con el nombre de teorema de muestreo.

CUANTIFICACIONEl proceso de cuantificación es uno de los pasos que se siguen

paralograr la digitalización de una señal analógica.

La cuantificación lo que hace es convertir una sucesión de muestras de amplitud continua en una sucesión de valores discretos preestablecidos según el código utilizado. Durante este proceso se mide el nivel de tensión de cada una de las muestras, obtenidas en el proceso de muestreo, y se les atribuye un valor discreto de amplitud, seleccionado por aproximación dentro de un margen de niveles previamente fijado. Existen dos tipos:

CUANTIFICACION UNIFORMELa cuantificación uniforme o lineal es el proceso de cuantificación más simple. Se utiliza un bit rate constante. A cada muestra se le asigna el valor inferior más próximo, independientemente de lo que ocurra con las muestras adyacentes. A cada muestra de amplitud de la señal eléctrica se le asigna un valor. Si no existe el equivalente, se toma el inferior más próximo.La cuantificación uniforme tiene el inconveniente de que es la menos eficaz de entre las existentes, pues la probabilidad de ruido de cuantificación es proporcional al incremento de la amplitud de la señal.

CUANTIFICACION NO UNIFORMELa cuantificación no uniforme o no lineal se aplica cuando se procesan señales no homogéneas que se sabe que van a ser más sensibles en una determinada banda concreta de frecuencias.Cuando durante la digitalización se ha usado una cuantificación no uniforme, se debe utilizar el mismo circuito no lineal durante la decodificación, para poder recomponer la señal de forma correcta.

LEY A La ley A es un sistema de cuantificación logarítmica de señales de audio, usado habitualmente con fines de compresión en aplicaciones de voz humanaEl algoritmo Ley A basa su funcionamiento en un proceso de compresión y expansión. Se aplica una compresión/expansión de las amplitudes y posteriormente una cuantificación uniforme. Las amplitudes de la señal de audio pequeñas son expandidas y las amplitudes más elevadas son comprimidas. La ley A esta formada por 13 segmentos de recta (en realidad son 16 segmentos, pero como los tres segmentos centrales están alineados, se reducen a 13). Cada uno de los 16 segmentos, esta dividido en 16 intervalos iguales entre si.

REPRESENTACION GRAFICA

CODIFICACION DIGITALLa codificación digital consiste en la traducción de los valores de tensión eléctrica analógicos que ya han sido cuantificados al sistema binario, mediante códigos preestablecidos. La señal analógica va a quedar transformada a una sucesión de ceros y unos.La codificación es la conversión de un sistema de datos a otro distinto. De ello se desprende que la información resultante es equivalente a la información de origen. La razón de la codificación está justificada por las operaciones para las que se necesite realizar con posterioridad.

CANAL MICSe muestrea la señal a una velocidad de 8000 muestras/seg. Como cada muestra la codificamos con ocho bits, el canal vocal queda transformado en un circuito de 8000 muestras/seg. x 8 bits = 64000 bits/seg. A esta señal de datos de 64000 bits/seg. se la denomina canal MIC.

MULTIPLEXACION POR DISTRIBUCION DE TIEMPO (MDT)Las técnicas de multiplexación por distribución en el tiempo (MDT), permiten multipléxar señales que no son continuas en el tiempo. Se basan en transmitir en los tiempos entre partes de una señal, mandándolas todas juntas por el mismo medio de transmisión. En el extremo se separan las partes de cada señal utilizando para ello un proceso de sincronización, por lo que ya quedaran independientes.

MULTIPLEX MIC DE 30 CANALES Gracias a las técnicas MIC podemos convertir una señal

vocal analógica en una señal digital de 64 Kbits/seg.La aplicación más importante en telefonía de las técnicas MIC es la utilización común de un mismo sistema de transmisión por varios canales telefónicos.Los múltiplex MIC surgen como una combinación de las técnicas MIC con las técnicas MDT. En el terminal de transmisión se toman periódicamente muestras de los tres canales que, una vez codificados, se envían a línea.En el terminal de recepción, las muestras se han de distribuir a sus canales respectivos, por lo que es necesario un perfecto entendimiento entre ambos terminales. Este entendimiento se consigue mediante un proceso de sincronismo o de alineación entre ambos extremos, que permite asignar cada muestra a su canal correspondiente.

TRAMALa trama ocupa el intervalo de tiempo comprendido entre dos muestras consecutivas de un mismo canal. Como la frecuencia de muestreo es de 8000 Hz, la separación entre dos muestras consecutivas es:

Con lo cual, la duración de la trama es de 125 segundos.

Como puede verse, la trama está dividida en 32 intervalos de tiempo iguales, por lo que cada intervalo tendrá una duración de:

Como cada intervalo de tiempo dura 3,9 seg y consta de 8 bits, la duración de cada bit es:

MULTITRAMALa multitrama esta formada por dieciséis tramas (2 ms), numeradas de 0 a 15, y utilizándose el intervalo de la trama 0 para el alineamiento de ésta, y las quince restantes para la señalización de los 30 canales.Tiempo multitrama = 125 seg x 16 tramas = 2000 seg = 2 m seg

ALINEACION Y SEÑALIZACIONLa misión del terminal receptor consiste en asignar a cada bit la posición correcta en un intervalo de tiempo, y en enviar a cada canal vocal los bits del intervalo de tiempo que le corresponden. Es necesario, pues, una sincronización que nos indique el comienzo de cada trama. Esta sincronización se consigue mediante la alineación de trama. La alineación de trama se controla mediante el envío de la palabra X0011011 en el intervalo de tiempo 0 de cada dos tramas. El primer bit, indicado con una X, no forma parte de la señal de alineación de trama y está reservado para cualquier uso internacional que se le asigne en el futuro.

 SeñalizacionEn el intervalo 16 se envía la señalización de cada canal utilizando para ello 4 bits, por lo que se emplea para dos canales; de esta forma, para señalizar el total de 30 canales se necesitan quince tramas, definiéndose así la multitrama.

JERARQUIA DIGITAL PLESIOCRONA

La Jerarquía Digital Plesiócrona, es una tecnología usada en telecomunicación tradicionalmente para telefonía que permite enviar varios canales telefónicos sobre un mismo medio usando técnicas de multiplexación por división de tiempo y equipos digitales de transmisión. También puede enviarse sobre fibra óptica, aunque no está diseñado para ello y a veces se suele usarse en este caso SDH.

JERARQUIA DIGITAL SINCRONAEn la jerarquía digital síncrona todos los niveles se organizan en octetos. La duración de todas las tramas es de 125 microsegundos. Para identificar las tramas de los tributarios y adaptar la velocidad se utilizan Punteros. Tienen una gran capacidad de informacion para la supervision, operacion y gestion. Las tramas contienen información de cada uno de los componentes de la red, trayecto, línea y sección, además de la información de usuario. Los datos son encapsulados en contenedores específicos para cada tipo de señal tributaria.

VENTAJAS Y DESVENTAJASLa JDS presenta una serie de ventajas respecto a la jerarquía digital plesiocrona .Algunas de estas ventajas son:- El proceso de multiplexación es mucho más directo. La utilización

de punteros permite una localización sencilla y rápida de las señales tributarias de la información.

- El procesamiento de la señal se lleva a cabo a nivel de STM-1. Las señales de velocidades superiores son síncronas entre sí y están en fase por ser generadas localmente por cada nodo de la red.

En cuanto a las desventajas tenemos que:- Algunas redes JDP actuales presentan ya cierta flexibilidad y no son

compatibles con JDS.- Necesidad de sincronismo entre los nodos de la red JDS, se

requiere que todos los servicios trabajen bajo una misma referencia de temporización.